基于產學研合作視角的吉林省碳纖維產業發展對策探索

□馮 璐 沈 瀅 王 琦 洪詩鴻

一、碳纖維概述

碳纖維(Carbon Fiber)是一種含碳量在95%以上的新型纖維材料。它不單具有碳材料所固有的特性，同時也兼有紡織纖維的柔軟性和可塑造性，是新一代增強纖維。利用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或者酚醛纖維等，然后經過碳化工藝流程便可獲得碳纖維，而這中利用的較為普及的碳纖維主要是來自于聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。碳纖維的制造過程包含四個步驟:纖維紡絲、熱穩定化(預氧化)、碳化以及石墨化，在這四個制造過程中也會伴隨著一系列的化學反應:脫氫、環化、預氧化、氧化、脫氧等等［1］。并且作為一種功能型的纖維材料，碳纖維具有一系列別的材料所無法匹及的優點:低密度、耐熱耐腐蝕耐沖擊、導電導熱、減震降噪抗干擾等等。這些優勢使得碳纖維材料在很多領域都被看好，從最開始的軍用領域，到現如今的航空航天領域、汽車領域、體育用品領域等都被廣泛運用，甚至在未來的醫學器械領域也具有遠大的發展前景。

近年來，世界碳纖維需求和產能不斷擴張。東麗公司在2013年的碳纖維產能就已經達到了2.11 萬t/a［2］。預計到2016年，全球對于碳纖維的需求量將高于8 萬噸以上，而我國的碳纖維需求更是與日俱增。同時，經過幾十年的研究努力，我國在碳纖維產能方面也已取得了較大的發展，2010年，我國碳纖維原絲的產能約莫為12，080 噸/年，碳纖維產能為7，081 噸/年，占世界碳纖維主要生產企業總產能的十分之一左右［3］。

國家“十三五”規劃綱要中指出，堅持把科技進步和創新作為加快轉變經濟發展方式的重要支撐，加快高新產業的發展。在《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》中更是明確提出要加快碳纖維及其復合材料產業發展，促進傳統材料升級更新換代，設立碳纖維及其復合材料產業體系的產業發展目標。對于吉林省而言，大力發展碳纖維產業，對調整優化吉林省產業結構、促進經濟增長、提升吉林省的綜合競爭力具有著重要的戰略意義。

二、吉林省碳纖維行業的發展現狀

(一)吉林省碳纖維產業發展的現狀。自碳纖維產業被認定為國家重點培育和發展的戰略性新興產業后，吉林省也積極響應國家政策，大力發展碳纖維新興產業，并且正在逐步形成一個完整的碳纖維產業集群。在2010年，吉林省吉林市更是被認定為全國唯一的碳纖維高新技術產業化基地。碳纖維產業基地通過對外引進吸收并自主研發，現已擁有兩種獲得國家發明專利認證的碳纖維原絲生產的核心技術，為吉林省碳纖維產業的發展作出了巨大的貢獻。同時，該基地也在不斷尋求成本的降低及產業鏈的延長，研發出來較多的下游產品，例如碳纖維自行車、碳纖維防寒服等等。2006年，吉林奇峰化纖集團有限責任公司與長春工業大學進行合作，主要是為了攻克聚丙烯腈基碳纖維的工業化難關，將長春工業大學實驗室的研究成果與工業化腈綸生產控制技術整合在一起，進而研發出了生產聚丙烯腈基碳纖維原絲的工業化生產技術，獲得了2 項國家專利。吉林奇峰化纖公司迅速成長，目前已發展成為了集國有資產經營、化纖及紡織紗線生產、設計研發、商業貿易于一體的大型化纖綜合性企業。擁有六大系列450 多個品種，客戶廣布于國內20 多個省、市及亞洲、歐洲、美洲、非洲10 多個國家和地區，成為國內最大的腈綸生產基地、最大的竹纖維生產基地以及最大的碳纖維原絲生產基地［4］，并且成為了中國腈綸產業“十三五”規劃的起草單位之一。作為全國最早開始研發碳纖維的省市之一，隨著2012年年產5，000 噸碳纖維原絲生產線的建成投產，吉林省已經成為了我國國內最大的碳纖維原絲生產基地［5］。

(二)吉林省碳纖維產業發展存在的主要問題。雖然吉林省的碳纖維原絲生產技術的突破為國內的碳纖維產業的發展起了一定的促進作用，但在碳纖維整體產業鏈的技術創新與產品生產及市場化方面仍遠遠落后于其他國家，相比與國內其它省份，也并不具有絕對優勢。它在產業整體長遠發展中存在的問題也是不容忽視的，主要體現在以下幾個方面:

1.碳纖維產業的完整價值鏈脫節。碳纖維產業完整的產業鏈應該是包括從原絲、碳纖維，到預浸料、制品開發的有機結合的，但從目前吉林省的發展現狀來看，高性能的預浸料、預制件和碳纖維復合材料零件的生產技術始終沒有突破，研發面臨著多個瓶頸，這也就導致了完整產業鏈的脫節。同時也由于碳纖維的多種優勢使得它的應用領域十分廣泛，帶來機遇的同時也為它帶來了諸多問題與挑戰，因為各個領域所生產的產品不同，而不同的產品對原材料的品種和規格也具有不同的要求，這就使得對碳纖維質量和要求也表現出復雜性和多樣性。然而目前吉林省在碳纖維的技術研發、生產和使用上缺乏有效的溝通與交流，各自為政，沒有形成原絲、碳纖維、預浸料、制品開發的有機結合，從而造成整個碳纖維產業價值鏈的脫節［6］。

2.碳纖維產業的產學研及交流合作效果不理想。對于碳纖維這個高新技術產業而言，從產品、技術的研發到應用;從新興企業的誕生到最終的市場化運營，其過程是很艱難的，單靠一方之力很難進行下去。資金的匱乏、人才的單一、政策的導向等等都是可能需要面臨的問題，而產學研合作則是通常采取的模式。作為全球碳纖維產業的領頭羊，東麗集團有著規模巨大的研發團隊。之所以東麗公司能占據較高的市場份額，并且保證高產品質量，是因為它整個產業鏈的各環節都能完美結合，均衡分布研發力量;同時也注重培養復合型的全才，不局限于關注某一環節的研發，而是可以在不同的環節進行流動學習，促進各不同技術環節間的交流，以便能更好地滿足市場地需求。從1969年至今，公司共培養出了上千名的發明人［7］。但相比之下，吉林省碳纖維產業的產學研及交流合作效果則不那么理想。即使在面臨著外資企業打壓擠兌的形勢下，國內分同行企業也仍然沒有形成很好的產業集群與共同對抗發展。有的雖也與一些科研機構合作，但當研發合作進行到一定程度、出現利益紛爭時，合作也會出現裂痕，甚至合作到此結束。這就會使得這些行為企業在后續的產業化、市場化的推進過程中缺乏科研機構有效的技術支撐力量;而科研機構則可能帶著研發成果自立門戶，此時一方面要繼續研發，一方面還得關注企業管理、市場調研、產品推廣等，便會大大削弱研發力度，減緩研發成果推出的時間。而上述這兩種情況，無論哪種，都是不利于碳纖維產業的健康快速發展的。在碳纖維產業鏈的結合中，企業不僅會遇到一些基礎層面的理論問題，也會遇到很多操作層面的技術拼瓶頸，這就要求技術操作人員要有扎實的科學理論基礎，研發人員也應該不斷積累實踐經驗和數據，學以致用。這正是目前碳纖維行業發展所面臨的一大困境，而加強相互學習交流、合理明確分工恰恰是擺脫這一困境的有效出路。碳纖維生產企業和科研機構可以找出各自的技術水平、管理能力等等，然后根據這些主要去攻克不同類型的碳纖維，同時加強經驗與成果的溝通、交流與分享，使雙方都可以不斷從對方那里汲取經驗教訓，進而不斷完善碳纖維產業的產業鏈［8］。

三、吉林省碳纖維產業發展戰略實現途徑——產學研合作平臺的搭建

為了能更好更快地沖破吉林省碳纖維產業技術創新的瓶頸，實現吉林省碳纖維產業的集群發展，就必須將政府、企業、科技機構等多方力量融合在一起，圍繞碳纖維產業鏈搭建有效的產學研合作平臺，有效地利用多方的資源與優勢，明確分工，共同尋求制約吉林省碳纖維產業技術發展瓶頸問題的解決辦法，加快研發成果的轉化，實現國產碳纖維產業的自主研發，形成吉林省碳纖維產業的整體優勢，從而來推動吉林省碳纖維產業飛速的發展。

(一)產學研合作平臺的搭建要素。

1.保證資金支持。就目前國內的發展情況而言，碳纖維作為高新技術產業，是需要大量引進國內外的先進設備與技術的，同時著眼于對技術的吸收和創新，因而需要龐大的資金投入。這就主要是依靠于國家及地方各級政府和碳纖維產業體系中的關聯企業的大量資金投入。同時還應該借助政府政策的力量，引導社會資產的大量流入，建立起以國家和各級地方政府財政為導向，企業投入為主體的多渠道、多層次的資金融入平臺，并推動科研機構自籌科研經費。有了資金，產業就可以購買原材料，繼續引進新技術、高智能設備，完善產業體系的基礎設施;同時拿一部分資金作為下一步的人才培養的儲備資產;一部分資金作為產業后續發展的財務支撐，從而為碳纖維產業的技術突破提供資金支持。在這一環節中，最為重要的就是人才的培養，因而下一步的工作就是對人才結構的優化。

2.完善人才結構。科技以人為本。要想將引進的技術進行充分吸收、實現產業的技術突破，高科技的專業對口人才是必不可少的，同時也要求能熟練操作機臺、設備，熟練掌握生產操作流程的生產助理MA、流水線工人等，這就要求要建立完善的人才培養體系，擁有全方位、多層次的人才結構。人才的培養主要可以通過以下幾方面來實現:

一是企業內部進行員工培訓:通過新人入職訓練、日常的操作培訓、考核，老員工對新員工的指導等方式來提高員工的技能水平和熟練程度。一般生產型企業里，生產助理MA、流水線工人類等初級人才隊伍的人員數量較多，占企業整體員工數量的很大比重，而她們往往接受的教育水平程度不是很高，因而應該是人才培訓的重點。進行各項培訓時一定要穩打穩扎基礎，把技能練熟、練精，來更好更快地對新引進的設備、技術或生產流水線操作上手，從而提升技術吸收的進程［9］。

二是鼓勵員工外出進修，取長補短。為了提高職工的素質，增強業務能力，從而更好地適應產業發展的需要，政府和企業應當采取一些激勵措施來鼓勵和支持職工參加業務對口的高一層次學歷進修及各類外出培訓，例如學費補貼等。并對那些在進修工程中取得優異成績的員工給予一定的獎勵，例如加薪、崗位晉升等，從而激勵更多的職工來不斷提升自身的知識水平和業務素質。

三是與高校結合，共同辦學，大量培養高技能的對口職工。有了資金，產業可以和高校聯合辦學，設立相關專業，同時政府制定政策來鼓勵人們學習。當然產業也可以自行開辦高職高專，大量培養高技能的對口職工。通過學校素質教育，培養大量的具有高教育水平與素養的勞動力以及合格的專業人才。在積極發展學校高等教育的同時，加強崗前職業培訓和在崗訓練考核，構建結構完整、層次豐富、類別齊全的培訓制度建。

四是在進行全方面多層次的人才培養時，設立和完善相關的競爭、激勵機制。一定程度的競爭和相關的激勵措施能夠激發人員的創新欲望和創造潛能，使之不斷尋找突破途徑。物競天擇、適者生存。只有通過適度的競爭，才能實現隊伍的優勝劣汰，不斷引進新鮮血液，從而保持隊伍的良性循環。同時采取現代化的工資制度，在傳統的崗位工資的基礎上，加入市場工資、業績工資等，形成內容豐富的多元化工資模式，規定績效考評的時間周期、考評標準，采取階梯級別式的收入發放制度，使所獲得的收入與所付出的貢獻成正比，以充分調動人才的積極性，鼓勵員工追求更高的收益［10］。

3.其它平臺準備。在人力與財力要素都安排好時，相應的信息交流平臺也要應運而生。建立有效的信息交流平臺，及時溝通各方主體，避免因信息的延誤而導致的成本增加等。在網絡化的時代，信息交流既可以通過傳統的線下中介來傳達，也可以利用網絡為載體，完成信息的快遞溝通交流。當然，在市場經營或獲取收益的同時，風險也是不可避免的，因而合理的風險評估機制也是很有必要的。所謂風險評估，即對某些事或某些人帶來影響或損失的可能程度的測量。可以通過利用風險因素分析法或者模糊綜合評價方法等來對所面臨的各項潛在風險的全面分析，確定其發生的概率并加以規避。其一般的流程是:分析潛在的風險來源→識別潛在風險發生、轉化的條件→估計風險發生的后果→計算其發生的概率→風險規避及評估。

(二)產學研合作平臺的搭建。基于前期要素的準備工 作，以政府為主導的產學研合作市場化服務平臺就搭建起來了，主要突破的關鍵技術就是高性能的預浸料、預制件和碳纖維復合材料零件的生產。以前面兩個環節的資金投入和人才儲備為支撐，政府、企業、科研院校和中介機構各司其職:一是由企業主要負責資金、設備、基礎員工的保證以此來輔助生產技術的突破，政府部門則提供資金及政策支持，制定相關政策，鼓勵高校研發，引導市場及社會資產的注入;二是在此基礎上科研院校開始培養專業技術人才，進行預浸料、預制件和碳纖維復合材料零件的生產技術的研發與突破，為合作提供技術支持;三是由企業來利用科研機構研發出來的創新技術來進行規模生產，并將生產研發出來的零件在市場上進行銷售，進行資金的回籠。當然在這三方合作的同時，也要有相應的中介機構來廣泛收集信息，完善交流渠道，協調各方分歧，并且提供某種形式的擔保，從而保證合作的順利執行。

在資金、人才及各方的合作下共同來實現碳纖維產業的發展，其共同作用機制如圖1 所示。只有這三個方面都同時跟進，才能實現技術的突破。但在此要注意的是，政府的作用不是萬能的，過度依賴于政府的指導和調控不但不會帶來巨大的收益，反而會降低產業自主發展的積極性與創造性。在碳纖維產業慢慢成長發展的過程中，要將市場融入進來，降低對政府的依賴，以此才保證產業發展的活力與動力，從而順利實現產業的規模化和穩定發展。

四、結語

總之，作為國家重點培育和發展的戰略性新興產業，同時也是吉林省大力發展的新興產業，碳纖維產業技術的發展與穩定對吉林省甚至是我國的經濟發展、產業結構的優化有著重要戰略意義。要準確認識到吉林省目前碳纖維產業發展的程度，增強宏觀指導，共同致力于提升吉林省碳纖維產業技術創新的能力，實現吉林省碳纖維行業的快速健康發展。

［1］碳 纖 維［EB/OL］.http://baike.baidu.com/linkurl =C8SUohNMv-tHSbmW9BatKiPjEhL7LLCC1q6HPi7vaX7NY4a 0dIgUAABL6 -CLatf1QRWwMZwnGf3hL9ktHrzJH

［2］張定金，陳虹，趙凱.全球碳纖維產業發展新格局［J］.中國化學纖維，2013，13:38 ～41

［3］羅益鋒.新形勢下的全球PAN 基碳纖維產業動向［J］.高科技纖維與應用，2011，5:14 ～19

［4］2015年吉林省碳纖維產業發展論壇在吉林市舉行［EB/OL］.http://www.shjnet.cn/xw/jcjsb/201501/t20150124_334 268.html

［5］李萍，楊紅利，閻蕊軻.吉林省碳纖維產業發展路徑探析［J］.經濟論壇，2015，7:100 ～101

［6］徐愛武，黃萍，胡偉偉.淺談我國碳纖維產業的現狀及發展對策［J］.山東紡織經濟，2010，11:26 ～27

［7］楊鐵軍.產業專利分析報告:高性能纖維［M］.北京:知識產權出版社，2013，第14 冊

［8］熊磊，高鹿鳴.國際知名碳纖維企業經營模式對國內同行業發展的借鑒［J］.高科技纖維與應用，2014，39(2):5 ～10

［9］許江健.淺談中小企業的人才隊伍建設［A］.2007 寰宇生產力產業經營交流論壇論文集［C］.2007:230 ～233

［10］萊蕪鋼鐵集團有限公司.建立完善激勵機制發揮技能人才作用［J］.中國冶金教育，2006，1:7 ～8